賈志明

摘要：天然氣生產(chǎn)質(zhì)量以及效率會受到燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)操控水平的直接影響，在推動天然氣順外輸方面燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)所起到的作用不可替代。在實際中對天然氣進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中我們需要充分結(jié)合天氣條件的變化情況進(jìn)行一系列的避臺作業(yè)準(zhǔn)備。原有的DCS并不能實現(xiàn)對燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)控制需求的滿足，因此我們必須在原有基礎(chǔ)上對其進(jìn)行合理的改革與創(chuàng)新，進(jìn)而促使控制系統(tǒng)功能得到進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：天然氣生產(chǎn)平臺；燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)；控制系統(tǒng)

在實際對當(dāng)前燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)進(jìn)行改進(jìn)的過程當(dāng)中我們主要是要實現(xiàn)在運(yùn)行過程中難達(dá)到無憂切換以及遠(yuǎn)程控制笑的目標(biāo)，首先我們需要確定DCS上位機(jī)的正常運(yùn)行值，然后再利用運(yùn)程控制方式的基礎(chǔ)上促使原有的控制方式得到有效改善。在這個過程當(dāng)中我們也需要全面了解燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理。在改造過程當(dāng)中也要注意實現(xiàn)與現(xiàn)代燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)運(yùn)行功能需要的充分結(jié)合，最終促使控制室系統(tǒng)得到較為完善的改造。

一、燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)系統(tǒng)

燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)時天然氣生產(chǎn)平臺中不可缺少的組成部分，同時也在其中占據(jù)相當(dāng)重要的位置。我們不能忽視該項設(shè)備的功能與作用，安全輸出天然氣是燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)設(shè)備所起到的主要作用，在實際外輸?shù)倪^程當(dāng)中會經(jīng)過離心壓縮機(jī)，下面我們對天然氣的外出流程進(jìn)行分析。

最先為進(jìn)入前滌氣罐，運(yùn)輸?shù)淖詈髢?nèi)容為經(jīng)防喘閥進(jìn)入前滌氣罐-除液和去除顆粒處理。其中主要涉及到燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)加壓、冷卻處理、進(jìn)入后滌氣罐處理、進(jìn)入下游設(shè)備，也就是說在實際運(yùn)輸過程中必須充分滿足上述環(huán)節(jié)與步驟。

在調(diào)節(jié)方面防喘閥在燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)起著至關(guān)重要的作用。該作用可在多個方面進(jìn)行直觀體現(xiàn)，我們主要將其總結(jié)為以下幾點并進(jìn)行仔細(xì)分析。

1.首先是機(jī)組的系統(tǒng)可實現(xiàn)自動啟動與停止，系統(tǒng)在科學(xué)使用天然氣回流的基礎(chǔ)上促使燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)天然氣流量得到不斷增加。機(jī)組低速運(yùn)行時所發(fā)生的喘振情況可在這一過程中得到較為有效的避免，對機(jī)組的正常運(yùn)行有利。

2.手動控制防喘閥是天然氣外輸量控制工作的主要手段，這也是促使燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的手段之一。

3.在實際作業(yè)過程當(dāng)中我們通常對兩臺燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)備，其中一臺為備用機(jī)器，在切換燃汽輪機(jī)壓縮機(jī)的過程當(dāng)中我們必須保障天然氣外輸量不會在原有的基礎(chǔ)上發(fā)生變化。為在真正意義上實現(xiàn)對兩臺壓縮機(jī)的天然氣流量進(jìn)行控制，應(yīng)該在轉(zhuǎn)換過程中打開防喘閥。

4.注意對作業(yè)時的天然氣外輸量進(jìn)行有效控制，主要是在保持恒定量的基礎(chǔ)上促使天然氣外輸效率得到有效穩(wěn)定。

二、壓縮機(jī)控制系統(tǒng)

燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)設(shè)備具有獨立性特點，控制系統(tǒng)也呈獨立性，在燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)中有一個觸摸屏的計算機(jī)，就是常說的現(xiàn)場上位機(jī)，具有人機(jī)可操控功能，可對燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行控制。在平臺的中控室還有1個遠(yuǎn)程控制柜，上面也有1個觸摸屏計算機(jī)和多個控制按鈕，這個觸摸屏計算機(jī)就是遠(yuǎn)程上位機(jī)，中控室操作員也可以在這里對機(jī)組進(jìn)行操控。燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的操控方式分析燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)可以通過1個Modbus通信模塊與平臺的DCS進(jìn)行通信。

DCS與燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信的部件是Mod-bus串行接口模塊，機(jī)組利用Modbus通信將部分關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送給DCS，方便中控室操作員在監(jiān)控平臺生產(chǎn)過程的同時對機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。平臺在設(shè)計初期的思路是：只有在機(jī)組上位機(jī)對機(jī)組的詳細(xì)參數(shù)進(jìn)行檢查和確認(rèn)的情況才允許操控機(jī)組，所以沒有設(shè)計DCS通過Modbus通信對機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行操控的功能，只設(shè)計了對機(jī)組部分參數(shù)進(jìn)行顯示的功能。

平臺DCS上位機(jī)可以通過以太網(wǎng)交換機(jī)連接平臺路由器，通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)的專用信道與終端路由器進(jìn)行通信，再通過以太網(wǎng)交換機(jī)與終端DCS上位機(jī)通信，形成了平臺與終端DCS上位機(jī)的局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。平臺DCS上位機(jī)的操作系統(tǒng)開通了“允許用戶遠(yuǎn)程連接到此計算機(jī)”功能時，操作員可以在終端以“遠(yuǎn)程桌面連接”的方式遠(yuǎn)程登錄平臺DCS上位機(jī)對平臺的生產(chǎn)進(jìn)行操控。

三、解決方案

1.設(shè)計思路

為了解決避臺期間對燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的操控問題，可以在DCS中增加數(shù)據(jù)鏈接，實現(xiàn)DCS對機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)的操控。事實上機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)是防喘閥的開度和燃?xì)廨啓C(jī)的NGP轉(zhuǎn)速（壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速），防喘閥是以調(diào)節(jié)回流量的方式調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的外輸量，而燃?xì)廨啓C(jī)的NGP轉(zhuǎn)速是通過直接影響壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整外輸量。

2.實施方案

（1）在DCS相應(yīng)串行接口模塊中增加“OUTPUT”類型的16位浮點數(shù)數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)DCS對燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的數(shù)據(jù)輸出功能。新增的數(shù)據(jù)包名稱為：“CEP-C1-40201-6”。

（2）在DCS中編輯新增控制模塊，使這些控制模塊可以控制燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)。

（3）在DCS上位機(jī)制作燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的操控人機(jī)界面，讓操作員可以在DCS上位機(jī)操控機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)。以燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)“A”機(jī)組的NGP轉(zhuǎn)速設(shè)定為例，說明整個方案的實施過程。在顯示“BUTTON”標(biāo)識的輸入框中選擇“BUTTON”或“NUMBER”可以選擇NGP轉(zhuǎn)速的設(shè)定方式。

參數(shù)“INC”是布爾量參數(shù)，由“增加按鈕”的數(shù)據(jù)鏈接過來，按鈕按下是為“1”，在人機(jī)界面中將按鈕屬性中“Behavior”的“ENABLED”選項定義成參數(shù)“SWITCH”的值為“0”時使能，為“1”時無效，即選擇了“NUMBER”的輸入方式時按鈕無效。選擇了“BUTTON”的輸入方式時，每按1次“增加按鈕”，“OUTPUT”參數(shù)的值就會在原值的基礎(chǔ)上增加0.1%，然后給“增加按鈕”按鈕復(fù)位。

同理，參數(shù)“DEC”是布爾量參數(shù)，由“減少按鈕”的數(shù)據(jù)鏈接過來，每按一次“減少按鈕”，“OUTPUT”參數(shù)的值就會在原值的基礎(chǔ)上減少0.1%。當(dāng)參數(shù)“SWITCH”的值為“1”時，就會將“INPUT”參數(shù)的值賦值給“OUTPUT”參數(shù)，也就是將人機(jī)界面“INPUT”輸入框的浮點數(shù)數(shù)值賦值給“OUTPUT”參數(shù)。同時由于前面人機(jī)界面畫面中的組態(tài)已經(jīng)將這個狀態(tài)下的按鈕設(shè)定為失效，也就實現(xiàn)了由按鈕輸入方式到浮點數(shù)輸入方式的切換。

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